铸钢件的分类及制造技术
发(fā)布时间: 2025-01-07 来源:洛阳 JDB公司的主业是以基础设施建设工程和冶金矿山等为主题的装备制造业。公司主要产品有凿岩机、凿岩钻车钻架、凿岩钎具和气动工具等四个大类。产品广泛应用于交通设施、水电工程、能源开发、国防建设和机械制造等领域。和顺祥(xiáng)机械有限公司 点击:899
对于强度、塑性和韧性要求更高的机器零(líng)件,需要采用铸钢件,铸钢件的产量仅次于铸铁,约占铸件总产(chǎn)量的15%。
一、按(àn)照化学成分铸钢可(kě)分为碳(tàn)素铸钢和合金(jīn)铸(zhù)钢两大类。其中以碳素铸钢应用最广,占铸钢总产量的80%以(yǐ)上。
1、碳素铸钢
一般的,低碳钢ZG15的熔点(diǎn)较高、铸造性能(néng)差,仅用于(yú)制造(zào)电机(jī)零件(jiàn)或渗碳零(líng)件;中碳钢ZG25~ZG45,具有高于各类铸铁的(de)综合(hé)性能,即强度(dù)高(gāo)、有优良的(de)塑性和韧性,因(yīn)此适于(yú)制造(zào)形状复杂、强度和韧性要求高的(de)零件,如火车车轮、锻锤机架和砧座、轧辊和高压阀门等,是碳素铸钢中(zhōng)应用(yòng)最多的一(yī)类;高碳钢ZG55的熔点低,其铸(zhù)造性能较(jiào)中碳钢的好,但其塑性(xìng)和韧性较差,仅用于制造少数的耐磨件。
2、合金(jīn)铸钢
根(gēn)据(jù)合(hé)金元(yuán)素总量(liàng)的多少,合金铸钢(gāng)可分为(wéi)两低(dī)合金钢和高合金(jīn)钢(gāng)大类(lèi)。
(1)低合金铸(zhù)钢,我(wǒ)国主(zhǔ)要应(yīng)用锰系、锰硅系及铬系等。如ZG40Mn、ZG30MnSi1、ZG30Cr1MnSi1等。用来制造齿轮、水压机工(gōng)作缸和水轮机转子等零件,而ZG40Cr1常用来制造高强度齿轮(lún)和高强度轴等重(chóng)要受(shòu)力零件。
(2)高合金铸钢,具有耐磨、耐热或耐腐蚀等特殊性能。如高锰钢ZGMn13,是一种抗磨钢,主要(yào)用于(yú)制造在干(gàn)磨擦工作条件(jiàn)下使用的零件,如挖掘机的抓(zhuā)斗(dòu)前壁(bì)和抓斗齿、拖(tuō)拉机和坦克的履带等;铬镍(niè)不锈钢ZG1Cr18Ni9和铬不锈钢ZG1Cr13和ZGCr28等,对硝(xiāo)酸的(de)耐腐蚀性很高,主要(yào)用于制(zhì)造化工、石油、化纤和食品等设备上(shàng)的(de)零件。
二、铸钢的铸造工艺(yì)特点
铸钢的(de)机械性能比铸铁高,但其(qí)铸造性能(néng)却(què)比铸铁差。因为铸钢的熔点较高,钢液易氧化(huà)、钢水的(de)流动(dòng)性差、收缩(suō)大(dà),其(qí)体收缩(suō)率为10%~14%,线收缩为1.8%~2.5%.为防止铸钢件产生浇不足、冷隔、缩孔和(hé)缩松、裂(liè)纹及粘砂等缺陷,必须采取比铸铁复杂的工艺(yì)措施:
1、由于钢液的流动性差(chà),为防止铸钢件产生冷(lěng)隔和浇不足(zú),铸(zhù)钢件的壁厚不能小于8mm;浇注系统的(de)结(jié)构力求(qiú)简单、且截面尺寸比铸铁的大;采(cǎi)用干铸(zhù)型或热铸型(xíng);适当提高(gāo)浇注温度,一般为1520~1600℃,因为浇注温度高,钢水的过热(rè)度大、保持液态(tài)的(de)时间长,流(liú)动性可(kě)得到(dào)改善。但是浇温(wēn)过高,会引起晶粒粗(cū)大(dà)、热裂、气(qì)孔和粘砂等缺陷。因(yīn)此(cǐ)一(yī)般小型、薄壁及形状复杂的铸件(jiàn),其浇(jiāo)注温度约为钢的熔点温度+150℃;大型、厚壁铸件的浇注温度比其熔点高出(chū)100℃左右。
2、由于铸(zhù)钢的收(shōu)缩大大(dà)超(chāo)过铸铁,为防止铸件出现缩(suō)孔、缩松缺陷,在铸造工艺上大都(dōu)采用冒口和、冷铁和补贴等措施(shī),以实(shí)现顺(shùn)序凝固。
此外(wài),为防止(zhǐ)铸钢件(jiàn)产生缩孔、缩松、气孔和(hé)裂(liè)纹缺陷,应使其壁厚均匀、避(bì)免(miǎn)尖角和直角(jiǎo)结构(gòu)、在铸型用型砂中加锯末、在型(xíng)芯中加焦炭、以及采用空心型芯和油(yóu)砂芯等来改善砂型或型芯的退让性和透气(qì)性。
铸钢(gāng)的熔点高,相应的其浇(jiāo)注温度也(yě)高。高温下钢水与铸型材料相互作用,极易产生粘砂缺(quē)陷。因此(cǐ),应采(cǎi)用耐(nài)火度较(jiào)高的人造石英砂做铸型,并在铸型表面刷(shuā)由石英粉或锆(gào)砂粉(fěn)制得的涂料(liào)。为(wéi)减少气(qì)体来源、提(tí)高钢水流动性(xìng)及铸型强度,大多铸钢件(jiàn)用干型(xíng)或快干型来(lái)铸造,如采用CO2硬化的水玻璃砂型。
三、铸钢件的热(rè)处理
铸(zhù)钢件(jiàn)均(jun1)应在热处(chù)理后(hòu)使(shǐ)用。因为铸态下(xià)的铸钢件内(nèi)部存(cún)在气孔、裂(liè)纹、缩(suō)孔和缩松、晶粒粗大、组织不均及残余内(nèi)应力等铸造缺陷,使铸钢件的强度、尤(yóu)其(qí)是塑性(xìng)和韧性大大降低。
为(wéi)细化晶粒、均匀组织(zhī)及(jí)消除内应(yīng)力(lì),铸钢件必须进行(háng)正(zhèng)火或退(tuì)火处理。正火处理后的钢,其机械性(xìng)能较(jiào)退火后的高,成本也较(jiào)低,所以应用较多。但由于正火处(chù)理(lǐ)会引(yǐn)起较退火大(dà)的内应(yīng)力,只适用于含(hán)碳(tàn)量(liàng)小于0.35%的铸钢件。因为低碳铸钢件的塑性好,冷(lěng)却(què)时不易开(kāi)裂(liè)。为减小内应力(lì),铸钢件在正火后,还应进行高温回火。对于含碳(tàn)量≥0.35%的、结构复(fù)杂及易产生裂(liè)纹的(de)铸钢件,只能进行退火处理。铸(zhù)钢件(jiàn)不宜淬火,否则极易开裂。
四、铸(zhù)钢的熔炼
铸钢的熔炼一(yī)般(bān)采用(yòng)平(píng)炉,电弧(hú)炉和感应炉等。平(píng)炉的(de)特点是容量(liàng)大(dà)、可利用废钢作原料、能准确控制钢(gāng)的成分(fèn)并能熔炼(liàn)优质钢及低(dī)合金(jīn)钢,多(duō)用于熔炼质量要求高的、大(dà)型铸钢(gāng)件(jiàn)用的钢液。
三(sān)相(xiàng)电弧炉(lú)的开炉和停炉操作方便(biàn),能保(bǎo)证钢液的成分和质量、对炉料的要求不甚严格、容易升温,故能炼优质钢(gāng)、高级(jí)合金钢和特殊(shū)钢等,是(shì)生产成(chéng)型铸钢件的常用设备。
此外,采(cǎi)用(yòng)工频或中(zhōng)频感应炉,能熔炼各(gè)种高级(jí)合金钢和碳含(hán)量(liàng)极低的钢。感应炉的熔炼速(sù)度快、合金元素烧损小、能源消耗少、且钢液质量(liàng)高,即杂质含量少、夹杂少。
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